DE3813048C1 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Ausstoßvorrichtung für Munitionskör­ per entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei einer derartigen, durch die EP-A 02 42 290 bekannten Ausstoßvorrich­ tung wird das Treibgas durch einen pyrotechnischen Generator erzeugt. Alternativ ist hierbei auch vorgesehen, das Treibgas einer Hochdruckgas­ flasche zu entnehmen. Je nach der vorhandenen Außentemperatur ist die Temperatur des in den Arbeitszylinder eintretenden Treibgases sehr un­ terschiedlich. Durch die lange Zuleitung von dem pyrotechnischen Gasge­ nerator zum Arbeitszylinder kühlt sich das erzeugte Treibgas in Abhän­ gigkeit von der Außentemperatur mehr oder weniger stark ab. Die Gastem­ peratur in einer Hochdruckflasche ist sowieso vollständig von der Außen­ temperatur abhängig.

Bei einer Ausstoßvorrichtung ist jedoch durch die Maße des Munitions­ körpers die zum Ausstoßen erforderliche Energie vorgegeben, mit der eine bestimmte Ausstoßgeschwindigkeit zu erzielen ist. Ein Gasgenerator oder eine Hochdruckgasflasche der bekannten Art muß also so ausgelegt werden, daß die erforderliche Energie noch bei der niedrigsten vorkommenden Au­ ßentemperatur von z. B. -50 bis -60°C zum Ausstoßen des Munitionskörpers ausreicht. Erfolgt jedoch der Ausstoß eines Munitionskörpers mit diesem Energieinhalt für niedrige Temperaturen bei hohen Einsatztemperaturen von z. B. +40 bis +70°C, wird die vorhandene Energie nicht ausgenutzt und der Druck auf die Ejektorkolben ist unverhältnismäßig groß, wodurch die auf die Flugzeugstruktur einwirkenden Reaktionskräfte schädliche Wirkungen ausüben können.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Vorrichtung besteht darin, daß das verbrauchte Treibgas verloren ist und für jeden weiteren Ausstoß eines Munitionskörpers neuerlich bereitgestellt werden muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Ausstoßvorrichtung der eingangs genannten Art das Treibgas unabhängig von der herrschenden Außentemperatur bereitzustellen und es mehrfach wieder verwenden zu kön­ nen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Unteransprüche wiedergegeben.

Der eine wesentliche Vorteil der Erfindung besteht darin, daß das er­ wärmte Treibgas unabhängig von der Außentemperatur stets den gleichen Energieinhalt zum Ausstoßen des Munitionskörpers aufweist. Die dabei verwendete Hochdruckgasflasche braucht somit nicht überdimensioniert zu werden, wodurch Gewicht eingespart werden kann, und die Reaktionskräfte auf die Flugzeugstruktur sind beim Ausstoßen des Munitionskörpers stets gleichbleibend. Der zweite große Vorteil der Erfindung ist dadurch ge­ geben, daß durch die Hochdruckpumpe das aus den Ejektorzylindern in den Öl-Reservebehälter zurückgeflossene Hydrauliköl den Doppelkolben wieder zurückschieben und damit das Treibgas komprimieren und wieder unter Druck in den Hochdruckbehälter zurückdrücken kann. Mit Hilfe der hydrau­ lischen Ventilanordnung und des elektrischen Steuergerätes ist ein auto­ matischer Ablauf der drei Betriebsarten der Ausstoßvorrichtung - Aus­ schieben der Ejektorkolben, Zurückschieben der Ejektorkolben, Reaktivie­ ren der Ausstoßvorrichtung einschließlich des Treibgases - möglich.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 eine Ausstoßvorrichtung für Munitionskörper zum Beginn des Aus­ schiebens von Ejektorkolben und

Fig. 2 die Ausstoßvorrichtung nach Fig. 1 beim Zurückschieben der Ejek­ torkolben.

In einer Ausstoßvorrichtung 1 für von Flugzeugen getragene Munitionskör­ per wird in einer doppelt wirkenden Kolbenzylindereinheit 2 mit im Durchmesser unterschiedlichen Zylinderräumen 3 und 4 gleichen Volumens ein Stufenkolben 6 mit den Kolbenteilen 7 und 8 durch ein Treibgas 9 be­ aufschlagt. Das Treibgas 9 befindet sich in einer Hochdruckgasflasche 10, die mit einer Heizung 11 und einer Isolierung 12 umgeben ist. Durch den Druck des Treibgases 9 auf den Stufenkolben 6 in Richtung des Pfei­ les 13 wird Hydrauliköl 14 mit dem Kolbenteil 7 aus dem Zylinderraum 3 in eine Leitung 16 und mit dem Kolbenteil 8 aus dem Zylinderraum 4 in eine Leitung 17 gedrückt. Zwischen der Gasflasche 10 und dem Zylinder­ raum 3 ist eine Leitung 18 für das Treibgas 9, welche mit einer Isolie­ rung 19 versehen ist. In die Leitung 18 ist zur Vermeidung von Überdruck im Treibgas eine Berstmembrane 20 eingesetzt. Am Zylinderraum 3 ist ein, den Hub des Stufenkolbens 6 begrenzender Sensor 21 vorhanden. Ein Öl-Re­ servebehälter 22 hat eine Zuflußleitung 23 und eine Abflußleitung 24, die zu einer mit einem Elektromotor 25 gekoppelten Hochdruckpumpe 26 führt. Die Hochdruckpumpe 26 ist über eine Leitung 27 und über Rück­ schlagventile 28 mit den Zylinderräumen 3 und 4 verbunden. Ein elektri­ sches Steuergerät 30 versorgt die Heizung 11, den Elektromotor 25 und den Sensor 21 über elektrische Leitungen 31, 5 und 15 mit Strom und steuert diese Bauteile entsprechend der jeweiligen Betriebsart der Aus­ stoßvorrichtung 1.

In eine hydraulische Ventilanordnung 32 führen die von den Zylinderräu­ men 3 und 4 wegführenden Leitungen 16 und 17. Letztere münden in zwei hydraulisch gesteuerte Einbauventile in Sitzbauweise 33 und 34, in die außerdem noch die gestrichelt dargestellte zweigeteilte Steuerleitung 35 einmündet. Vom Einbauventil 33 führen Leitungen 36 und 37 sowie vom Ein­ bauventil 34 Leitungen 38 und 39 ab. Je nachdem welche der einmündenden Leitungen 16, 17 und 35 unter Druck stehen, werden in den Einbauventilen vorhandene Ventilkolben 40 und 41 verschoben. Die Leitungen 37 und 39 führen in einen an und für sich bekannten Drei-Wege-Mengenteiler 43, von dem zwei Meßdrosseln 44 und 45 abgehen. Das aus den Meßdrosseln abgehen­ de Öl fließt durch eine Leitung 46 in ein weiteres hydraulisch gesteuer­ tes Einbauventil in Sitzbauweise 47 mit Ventilkolben 48. Die Ölströme werden weiterhin durch zwei mit drei Anschlüssen und zwei Schaltstellun­ gen versehenen ³/₂-Wege-Ventile 50 und 51, die mit Hilfe von Solenoiden 52 und 53 betätigt werden, entsprechend den jeweiligen Erfordernissen auf die Leitungen aufgeteilt. Die Solenoide 52 und 53 werden über elek­ trische Leitungen 54 und 55 vom elektrischen Steuergerät 30 nach Bedarf geschaltet. Die Beschreibung der mit den Ventilen 50 und 51 verbundenen Leitungen sowie von noch vorhandenen Rückschlagventilen wird bei der Be­ schreibung der einzelnen Betriebsarten der Ausstoßvorrichtung 1 vorge­ nommen.

Zum Ausstoß eines nicht dargestellten Munitionskörpers dienen Ejektoren 60 und 61, in deren Zylindern 62 und 63 als Stufenkolben ausgebildete Ejektorkolben 64 und 65 arbeiten. Letztere bestehen aus je einem kürze­ ren, in die Zylinder 62 und 63 eingepaßten Kolben 64 a bzw. 65 a und aus je einem längeren Ausstoßstempel für den Munitionskörper 64 b bzw. 65 b mit kleinerem Durchmesser. In die oberen Druckräume 66 a und 67 a der Zy­ linder 62 und 63 münden die von den Einbauventilen 34 und 33 kommenden Ölleitungen 38 und 36. In die sich durch die stufenförmig ausgebildeten Ejektorkolben 64 und 65 ergebenden ringförmigen Druckräume 66 b und 67 b der Zylinder 62 und 63 münden unten die Zweige einer aus dem Einbauven­ til 47 abgehenden zweigeteilten Leitung 49.

In der Fig. 1 ist der Beginn der Betriebsart "Ausstoßen des Munitions­ körpers" dargestellt. Dabei strömt Treibgas 9 aus der Hochdruckgasfla­ sche 10 in die Kolbenzylindereinheit 2, wobei der Stufenkolben 6 in Richtung des Pfeiles 13 verschoben wird. Das Hydrauliköl 14 fließt da­ durch aus den Zylinderräumen 3 und 4 durch die Leitungen 16 und 17, drückt in den Einbauventilen 33 und 34 die Ventilkolben 40 und 41 in die dargestellten Positionen, fließt durch die Leitungen 36 und 38 in die oberen Druckräume 67 a und 66 a der Ejektoren 61 und 60 und drückt in Richtung von Pfeilen 68 auf die Ejektorkolben 65 und 64. Die 3/2-We­ ge-Ventile 50 und 51 werden durch das elektrische Steuergerät 30 und mit Hilfe der Solenoide 52 und 53 in die dargestellte Stellung geschoben, wobei sie untereinander durch eine Leitung 56 und über die Leitungen 35, 57 und 49 mit den Einbauventilen 33, 34 und 47 sowie mit den ringförmi­ gen Druckräumen 66 b und 67 b der Ejektorzylinder 62 und 63 verbunden sind. Das Einbauventil 47 ist über die Leitung 23 mit dem Reservebehälter 22 verbunden. Somit sind die Druckräume 66 b und 67 b zusätzlich über das Ventil 50 mit dem Reservebehälter 22 verbunden, falls das Einbauventil 47 eine Fehlfunktion aufweist. Das zwischen den Rückschlagventilen 70 und 71 angeordnete entsperrbare Rückschlagventil 72 ist gesperrt. Da­ durch ist ein Abfluß des Drucköls aus den oberen Druckräumen 66 a und 67 a in den Reservebehälter 22 vermieden. Durch die Rückschlagventile 70 und 71 wird ein Ölfluß zwischen den Druckräumen 66 a und 67 a über die Leitung 58 verhindert, es ist aber eine hydraulische Zwangskopplung der beiden Druckräume 66 a und 67 a über die Kolbenzylindereinheit 2 gewährleistet, wodurch eventuelle äußere Laststörungen, z. B. aerodynamischer Art oder durch Reibung, ausgeglichen werden. Zwei weitere, von den Hauptdrucklei­ tungen 16 und 17 abgehende Öldruckleitungen 73 und 74, in denen je ein Rückschlagventil 75 und 76 angeordnet sind, sind mit den 3/2-Wege-Venti­ len 50 und 51 verbunden, bei der Betriebsart "Ausstoßen" sind sie jedoch nicht auf Durchgang geschaltet.

Der Drei-Wege-Mengenteiler 43 ist nur bei der Betriebsart "Ausstoßen" in Funktion; diesem und den Meßdrosseln 44 und 45 werden über die Einbau­ ventile 33 und 34 geringe Teilströme aus den Druckölströmen über die Leitungen 37 und 39 zugeführt. Durch die Konstruktion des Drei-Wege-Men­ genteilers 43 mit einem Druckwaage-Regelkolben und zwei variablen Dros­ seln können in Verbindung mit den Meßdrosseln 44 und 45 die den Ejekto­ ren 60 und 61 zufließenden Ölströme in der Menge variiert werden, wo­ durch dem ausstoßenden Munitionskörper eine Nickgeschwindigkeit aufge­ zwungen wird. Dieses kann durch Voreinstellung manuell oder auch elek­ trisch gesteuert im Fluge erfolgen. Dazu müßten, in nicht dargestellter Weise, die Meßdrosseln 44 und 45 mit dem elektrischen Steuergerät 30 verbunden werden. Bei Lastdruckschwankungen an den beiden Ejektoren 60 und 61 bleibt durch den eingebauten Druckwaage-Regelkolben die vorge­ wählte Nickgeschwindigkeit weitgehend lastunabhängig. Das abfließende Öl aus dem Drei-Wege-Mengenteiler 43 fließt drucklos durch die Leitung 46, das Einbauventil 47 und die Leitung 23 in den Reservebehälter 22 ab.

Die Betriebsart "Zurückschieben der Ejektorkolben 64 und 65" ist in Fig. 2 dargestellt. Nach dem Abstoßen des Munitionskörpers kommt der Stufen­ kolben 6 vor seiner Endstellung zum Stillstand. Die beim Resthub noch verfügbare Energie aus dem Drucköl 14 dient zum Zurückschieben der Ejek­ torkolben 64 und 65 in Richtung von Pfeilen 69. Die beiden 3/2-Wege-Ven­ tile 50 und 51 sind stromlos geschaltet und durch ihre Rückstellfedern in ihre in der Fig. 2 dargestellte zweite Schaltstellung verschoben. Da­ durch werden die Ölströme aus den Leitungen 16 und 17 über die Leitungen 73 und 74 und die Rückschlagventile 75 und 76 durch das 3/2-Wege-Ventil 51 in die gestrichelte Steuerleitung 35 geleitet. Dieses bewirkt in den Einbauventilen 33, 34 und 47 das Verschieben ihrer Ventilkolben 40, 41 und 48, wodurch der Druckölzufluß in den Leitungen 36 und 38 zu den obe­ ren Druckräumen 67 a und 66 a unterbunden wird und das Drucköl durch das 3/2-Wege-Ventil 50 und die Leitung 57 in die ringförmigen Druckräume 66 b und 67 b eintritt. Dadurch werden die Ejektorkolben 64 und 65 in Richtung der Pfeile 69 zurückgeschoben. Gleichzeitig wird das entsperrbare Rück­ schlagventil 72 über das 3/2-Wege-Ventil 50 druckbeaufschlagt, damit entsperrt und auf Durchgang geschaltet. Das aus den oberen Druckräumen 66 a und 67 a der Ejektoren 60 und 61 herausgedrückte Öl kann somit durch die Leitungen 36 und 38, die Leitungen 58, die Rückschlagventile 70, 71 und 72 sowie die Leitungen 56 a, 56 und 23 in den Öl-Reservebehälter 22 fließen und diesen wieder auffüllen.

Bei der Betriebsart "Reaktivieren der Ausstoßvorrichtung" wird durch die mit dem Elektromotor 25 angetriebene Hochdruckölpumpe 26 das Öl aus dem Öl-Reservebehälter 22 über die Leitung 27 und die Rückschlagventile 28 in die Zylinderräume 3 und 4 gepumpt. Dadurch werden die Kolbenteile 7 und 8 des Stufenkolbens 6 in die Zylinderräume 3 und 4 zurückgeschoben, das Treibgas 9 hoch verdichtet und wieder in die Hochdruckgasflasche 10 zurückgedrückt. Der Sensor 21 begrenzt dabei die Bewegung des Stufenkol­ bens 6. Nachdem somit das Treibgas 9 in der Hochdruckgasflasche 10 auf seinen Ausgangszustand, sowohl nach Druck als auch nach Volumen, reakti­ viert ist, ist die Ausstoßvorrichtung 1 wieder betriebsbereit.

Claims (12)

1. Ausstoßvorrichtung für von Flugzeugen getragene Munitionskörper mit einer doppelt wirkenden Kolbenzylindereinheit, deren Kolben auf ei­ ner Seite mit einer Hochdruckgasflasche verbunden ist und auf der ande­ ren Seite, als Stufenkolben ausgebildet, zwei mit Hydrauliköl gefüllte Zylinderräume gleichen Volumens begrenzt und mit zwei, nach dem Ausstoß des Munitionskörpers selbsttätig zurückziehbare Ejektorkolben, die je­ weils einen mit einem der Zylinderräume der Kolbenzylindereinheit hy­ draulisch verbundenen Druckraum eines Zylinders abschließen, dadurch gekennzeichnet, daß das Treibgas der Hochdruckgasflasche (10) auf eine gleichmäßige Betriebstemperatur aufwärmbar ist und daß die Zylinderräume (3, 4) der doppelt wirkenden Kolbenzylindereinheit (2) mit Hydrauliköl (14) aus einem Ölreservebehälter (22) mittels einer Hochdruckpumpe (26) über Rückschlagventile (28) beaufschlagbar sind.

2. Ausstoßvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Betriebstemperatur etwa der höchsten im Betrieb auf­ tretenden Außentemperatur entspricht.

3. Ausstoßvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Hochdruckgasflasche (10) mit einer Heizung (11) und einer Isolierung (12) versehen ist.

4. Ausstoßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ejektorkolben (64, 65) doppeltwirkend ausgebildet sind und je einen Druckraum (66 a, 67 a) zum Ausschieben und je einen Druckraum (66 b, 67 b) zum Einziehen des Elektrokolbens (64, 65) begrenzen.

5. Ausstoßvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckräume (66 b, 67 b) zum Einziehen des Ejektorkolbens (64, 65) mit den Zylinderräumen (3, 4) der doppelt wirkenden Kolbenzylinderein­ heit (2) und dem Ölreservebehälter (22) verbindbar sind.

6. Ausstoßvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungen (16, 17) von den Zylinderräumen (3, 4) der doppelt wirkenden Kolbenzylindereinheit (2) zu den Druckräumen (66 a, 67 a, 66 b, 67 b) des Ejektorkolbens (64, 65) mit einer hydraulischen Ventilanordnung (32) verbunden sind.

7. Ausstoßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochdruckpumpe (26) von einem Elektromotor (25) antreibbar ist.

8. Ausstoßvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Stufenkolben (6) auf seinen Arbeitsweg während des größeren Teils seines Hubes mit den Druckräumen (66 a, 67 a) für das Ausschieben der Ejektorkolben (64, 65) und während des restli­ chen Hubes mit den Druckräumen (66 b, 67 b) für das Zurückschieben der Ejektorkolben (64, 65) verbunden ist.

9. Ausstoßvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckräume (66 a, 67 a) beim Einziehen der Ejektorkolben (64, 65) über die hydraulische Ventilanordnung (32) mit den Öl-Reservebehälter (22) verbunden sind.

10. Ausstoßvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Endstellung des Stufenkolbens (6) durch einen Sensor (21) begrenzt ist.

11. Ausstoßvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulische Ventilanordnung (32) aus drei hydraulisch gesteuer­ ten Einbauventilen in Sitzbauweise (33, 34, 47), einem Drei-Wege-Mengen­ teiler (43), zwei Meßdrosseln (44, 45), zwei 3/2-Wege-Ventilen (50, 51) mit Solenoiden (52, 53), einem entsperrbaren Rückschlagventil (72), vier einfachen Rückschlagventilen (70, 71, 75, 76) und den die einzelnen Ven­ tile verbindenden Hydraulikleitungen besteht.

12. Ausstoßvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungen der Ejektorkolben (64, 65) und des Stufenkolbens (6) (Ausschieben und Zurückschieben der Ejek­ torkolben, Reaktivieren der Ausstoßvorrichtung) durch Betätigen der zwei 3/2-Wege-Ventile (50, 51), des Elektromotors (25) und des Sensors (21) sowie die Temperaturregelung der Heizung (11) der Hochdruckgasflasche (10) mit Hilfe eines elektrischen Steuergerätes (30) automatisch gesteu­ ert sind.